M Ụ C LỤ C
PH Ầ N M Ở Đ Ầ U
................................
17
C hư ơ ng 1. G IỚ I TH IỆ U C H U N G V Ề V Ậ T L IỆ U N A N O
................
20
1.1. G iớ i thiệ u về vậ t liệ u nano trong hóa h ọ c .................................21
1.2. Liên kế t trong các hạ t n a n o ........................................................26
1.3. Phân loạ i các vậ t liệ u nan o.........................................................29
1.3.1. D ự a vào kích th ư ớ c
............................................................
29
1.3.2. D ự a vào hình th á i
...............................................................
31
1.3.3. D ự a vào thành phầ n h ó a h ọ c
.............................................
31
1.4. Các nguyên nhân dẫ n đế n các tính chấ t m ớ i lạ củ a các vậ t liệ u
n a n o .....................................................................................................32
1.4.1. T ính chấ t phụ thuộ c kích th ư ớ c
........................................
32
1.4.2. T ính chấ t quang
...................................................................
34
1.4.3. T ính chấ t bề m ặ t
..................................................................
37
1.5. Kế t luậ n Chư ơ ng 1 ......................................................................39
1.6. Câu hỏ i hư ớ ng dẫ n ôn tậ p, câu hỏ i thả o luậ n, tài liệ u tham khả o
.........
....
.
................................
.
............................
.
............
.
.................
39
1.6.1. Câu hỏ i hư ớ ng dẫ n ôn tậ p ...................................................39
1.6.2. Câu hỏ i thả o lu ậ n ................................................................ 40
1.6.3. Tài liệ u tham khả o
...............................................................
40
C hư ơ ng 2. Đ IỀ U CH Ế , Đ Ặ C T R U N G V À T ÍN H C H Ấ T C Á C V Ậ T
L IỆ U N A N O
...............
....41
2 1. Giớ i thiệ u quá trình tạ o m ầ m và phát triể n tinh t h ể
................
41
2.2. Các phư ơ ng pháp điề u c h ế .......................................................44
3
V Õ V IỄ N
2.2.1. Quá trình sol......................................................................44
2.2.2. M ixel (m icelle)
.................................................................
47
2.2.3. Quá trình sol-gel................................................................52
2.2.4. Kế t tủ a hoá h ọ c .................................................................53
2.2.5. Tổ ng hợ p thủ y nhiệ t..........................................................55
2.2.6. Nhiệ t phân......................................................................... 57
2.2.7. N gư ng tụ hơ i hóa họ c (Chemical V apor D éposition, CVD)
..............
........
.
.................. .
.............
............
.
..........
.
............
.
.......58
2.2.8. N gư ng tụ hơ i vậ t lý (Physical V apor D éposition, PVD) .60
2.3. Đặ c trư ng vậ t liệ u n an o............................................................61
2.3.1. N hiễ u xạ tia X (X -Ray D iffraction, X R D )
......................
63
2.3.2. Kính hiể n vi điệ n tử truyề n qua (T E M )
...........................
64
2.3.3. Kính hiể n vi điệ n tử quét (SE M )
......................................
66
2.3.4. Hấ p phụ và giả i hấ p phụ N 2 ở 77 K
.................................
67
2.3.5. K ính hiể n vi lự c nguyên tử (A F M )
..................................
69
2.3.6. Phổ hồ ng ngoạ i (IR )..........................................................71
2.4. Tính chấ t củ a vậ t liệ u n ano
......................................................
73
2.4.1. Các hạ t nano bán d ẫ n
.......................................................
73
2.4.2. Cấ u trúc electron riêng biệ t...............................................75
2.4.3. Sự chuyể n quang trong cấ u trúc nano có hình dạ ng khác
nhau.............................................................................................. 77
2.4.4. Các hạ t nano kim loạ i
........................................................
80
2.4.5. Tỉ lệ diệ n tích trên thể tích cao củ a các hạ t n an o
.............
82
2.4.6. Điể m nóng c h ả y
................................................................
83
2.5. Kế t luậ n Chư ơ ng 2
...................................................................
84
4
G IÁ O T R ÌN H V Ậ T L IỆ U N A N O V À H Ỏ A H Ọ C X A N H
2 6 Câu hỏ i hư ớ ng dẫ n ôn tậ p, câu hỏ i thả o luậ n, tài liệ u tham khả o
.
.............
.
............
.........
.........
............................
.
............
.
................
84
2.6.1. Câu hỏ i hư ớ ng dẫ n ôn tậ p
................................................
84
2.6.2. Câu hỏ i thả o luậ n..............................................................85
2.6.3. Tài liệ u tham khả o
.............................................................
85
Chư ơ ng 3. MỘ T SỐ Ứ N G DỤ NG V Ậ T L IỆ U N A N O .....................87
3.1. Xúc tác nano..............................................................................87
3.1.1 Mở đầ u ................................................................................87
3.1.2. Xúc tác đồ ng th ể ................................................................88
3.1.3. Xúc tác dị thể trên chấ t m an g
..........................................
96
3.2. V ậ t liệ u nano trong xử lý môi trư ờ n g
....................................
105
3.3. ứ n g dụ ng vậ t liệ u nano trong y h ọ c
......................................
109
3.3.1. Tạ o ả nh.............................................................................109
3.3.2. Thuố c hư ớ ng đ ích ............................................................111
3.3.3. Điề u trị bệ nh..................................................................... 116
3.3.4. Cả m b iế n.......................................................................... 118
3.4. V ậ t liệ u nano trong vấ n đề năng lư ợ ng m ớ i
..........................
120
3.4 . 1. ứ n g dụ ng trong pin mặ t trờ i
..........................................
120
3.4.2. ứ n g dụ ng trong pin sạ c
...................................................
125
3.5. Kế t luậ n Chư ơ ng 3 ..................................................................146
3.6. Câu hỏ i hư ớ ng dẫ n ôn tậ p, câu hỏ i thả o luậ n, tài liệ u tham khả o
.
...........................................................................
3.6.1. Câu hỏ i hư ớ ng dẫ n ôn tậ p
..............................................
147
3.6.2. Câu hỏ i thả o luậ n.............................................................147
3.6.3. Tài liệ u tham khả o......................................................... 147
5
V Õ V IỄ N
Chư ơ ng 4. GIỚ I T H Ệ U CH U N G V Ề HÓ A H Ọ C X A N H
.............
149
4.1. Khái niệ m Hóa họ c xanh.......................................................149
4.2. Lị ch sử củ a Hóa họ c xan h.....................................................151
4.3. Các nguyên lý cơ bả n củ a Hóa họ c x a n h
.............................
154
4.4. Chỉ số đánh giá quá trình.......................................................166
4.4.1. Chỉ số m ôi trư ờ ng E (E n vironm ent)
.............................
166
4.4.2. Tính kinh tế nguyên tử (Atom ic Econom y, A E )
...........
166
4.4.3. Hiệ u suấ t khố i lư ợ ng hiệ u dụ ng (Effective M ass
Efficiency, E M Y )
......................................................................
167
4.4.4. Chỉ số môi trư ờ ng (Environm ental Quotient, E Q )
.......
167
4.4.5. Thang đo sinh thái (E coS cale).......................................167
4.5. Các lĩnh vự c khoa họ c để áp dụ ng cho H óa họ c x a n h
.........
170
4.6. Kế t luậ n Chư ơ ng 4
.................................................................
174
4.7. Câu hỏ i hư ớ ng dẫ n ôn tậ p, câu hỏ i thả o luậ n, bả i tậ p thự c hành,
tài liệ u tham kh ả o...........................................................................175
4.7.1. Câu hỏ i hư ớ ng dẫ n ôn tậ p ..............................................175
4.7.2. Câu hỏ i thả o lu ậ n
............................................................
176
4.7.3. Tài liệ u tham khả o............................................................176
Chư ơ ng 5. V AI TR Ò CỦ A x ú c TÁ C V À D U NG M ÔI
TRONG HÓA HỌ C X A NH ...............................................................177
5.1. Xúc tác đồ ng thể ......................................................................178
5.2. Xúc tác dị thể ........................................................................... 181
5.3. V ai trò củ a xúc tác trong việ c sử dụ ng nguyên liệ u có khả năng
tái s in h
............................................................................................
184
5.4. D ung môi thân thiệ n vớ i môi trư ờ ng
......................................
191
6
G IÁ O T R ÌN H V Ậ T L IỆ U N A N O V Ả H Ó A H Ọ C X A N H
5.4.1. Dung môi có thể tái sinh ................................................194
5.4.2. Chấ t lỏ ng io n
...................................................................
195
5.4.3. Dung môi eutectic
...........................................................
196
5.4.4. Polym er lỏ n g
...................................................................
197
5.4.5. Dung m ôi C 0 2
.................................................................
197
5.5. Kế t luậ n C huơ ng 5
.................................................................
199
5.6. Câu hỏ i hư ớ ng dẫ n ôn tậ p, câu hỏ i thả o luậ n, tài liệ u tham khả o
.
.............
.
...............................
.
...........................
.
............
...............
200
5.6.1. Câu hỏ i hư ớ ng dẫ n ôn tậ p ...............................................200
5.6.2. Câu hỏ i thả o luậ n............................................................ 200
5.6.3. Tài liệ u tham khả o...........................................................200
Chư ơ ng 6. CÁC M Ố I Q UA N HỆ V Ề N Ă NG L Ư Ợ N G
...................
201
6.1. Năng lư ợ ng............................................................................. 201
6.2. Năng lư ợ ng mặ t trờ i............................................................... 202
6.3. Lư u trữ và sả n xuấ t năng lư ợ ng từ hóa ch ấ t..........................205
6.4. Các nguồ n năng lư ợ ng
............................................................
207
6.5. Chuyể n hóa giữ a các dạ ng năng lư ợ n g
.................................
210
6.6. Công nghệ xanh và hiệ u suấ t chuyể n hóa năng lư ợ n g
.........
213
6.7. Các nguồ n năng lư ợ ng tái sinh..............................................215
6.8. Kế t luậ n Chư ơ ng 6 ................................................................. 219
6.9. Câu hỏ i hư ớ ng dẫ n ôn tậ p, câu hỏ i thả o luậ n, tài liệ u tham khả o
..............................................
.
.....................
......
'
............
.
..............
219
6.9.1. Câu hỏ i hư ớ ng dẫ n ôn tậ p
..............................................
219
6.9.2. Câu hỏ i thả o luậ n............................................................ 219
6.9.3. Tài liệ u tham khả o
...........................................................
219
7